ปิโตรเลียม (Petroleum) เป็นสารประกอบสถานะต่างๆ ที่มีไฮโดรคาร์บอนเป็นตัวประกอบหลัก ได้แก่ น้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และก๊าซธรรมชาติเหลว (Condensate) นอกจากนี้ก็มีสารอินทรีย์ที่มีกำมะถัน ออกซิเจนและไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบอีกหลายชนิด ทั้งนี้ น้ำมันดิบจะมีคุณลักษณะและคุณสมบัติแตกต่างกันไปตามสัดส่วนของไฮโดรคาร์บอนประเภทต่างๆ ที่มีอยู่ ซึ่งจะผิดแผกไปตามที่มา ซึ่งถือเป็นเรื่องสำคัญในการกำหนดคุณค่าของน้ำมัน การกำหนดวิธีการและกระบวนการผลิตที่เหมาะสมในการกลั่นน้ำมันต่อไป
เมื่อกล่าวถึงปิโตรเลียม คงจะสามารถแบ่งออกเป็น 4 ส่วนหลัก ดังนี้

1. การกำเนิดและการสำรวจปิโตรเลียม

2. กระบวนการกลั่น

3. ผลิตภัณฑ์

4. ส่วนการจำหน่าย

 

ปัจจุบันความรู้เรื่องการเกิดน้ำมันมีการตั้งทฤษฎีมากมาย แต่ที่ได้รับความเชื่อถือมากที่สุด คือ ทฤษฎีทางอินทรีย์เคมี (Organic Theory) ที่อาศัยหลักการทางอินทรีย์เคมี และชีวเคมีประกอบเข้าด้วยกัน นั่นคือ ปิโตรเลียมเกิดจากการทับถม และแปรสภาพของซากสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ยุคก่อนประวัติศาสตร์ในชั้นหินใต้พื้นผิวโลก กล่าวคือ สิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ที่เจริญเติบโตและอาศัยอยู่ในโลกนับหลายล้านปีมาแล้ว เมื่อตายลงจะตกตะกอนจมลงหรือถูกกระแสน้ำพัดมาจมลง ณ บริเวณที่เป็นทะเลหรือทะเลสาบในขณะนั้นแล้วคลุกเคล้าพร้อมทั้งถูกทับถมด้วยชั้นกรวด ทราย และโคลนตมที่แม่น้ำพัดพามาสลับกันเป็นชั้นๆ ตลอดเวลา

เมื่อชั้นตะกอนต่างๆ ถูกทับถมมากขึ้นจนหนานับเป็นร้อยๆ พันๆ เมตร เกิดน้ำหนักกดทับกลายเป็นชั้นหินต่างๆ เช่น ชั้นหินทราย, ชั้นหินปูนและชั้นหินดินดาน ความกดดันจากชั้นหินเหล่านี้กับความร้อนใต้ผิวพื้นโลก และการสลายตัวของอินทรียสารโดยแบคทีเรียที่ไม่ต้องการอากาศ (Anaerobic Bacteria) ทำให้ซากพืชและสัตว์สลายตัวกลายสภาพเป็นหยดน้ำมันและก๊าซธรรมชาติหรือปิโตรเลียม โดยมีธาตุไฮโดรเจนและธาตุคาร์บอนซึ่งได้จากการสลายตัวของอินทรียสารเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ ปิโตรเลียมที่เกิดขึ้นนี้ เมื่อถูกบีบอัดจากน้ำหนักของชั้นหินที่กดทับก็จะเคลื่อนที่เข้าไปตามช่องว่างระหว่างเม็ดทรายหรือชั้นหินที่มีรูพรุน โดยมีชั้นหินเนื้อแน่นปิดทับอยู่

ช่วงเวลาการเกิดปิโตรเลียมใช้เวลานานหลายล้านปี ระหว่างนั้นพื้นผิวโลกมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ทะเลตื้นขึ้น เขาเตี้ยลง เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างช้าๆ ดังนั้น พื้นทะเลที่มีน้ำมันก็อาจจะเปลี่ยนไปกลายเป็นพื้นดินได้และถ้ามีการเปลี่ยนแปลงรุนแรงที่ผิวโลก พื้นทะเลก็อาจจะกลายเป็นภูเขาได้ จึงเป็นเหตุให้พบน้ำมันในบริเวณที่มีสภาพภูมิประเทศต่างๆ กัน เช่น ในป่า, ชายฝั่งทะเลหรือทะเลทราย เป็นต้น

เมื่อเกิดน้ำมันขึ้นที่พื้นที่แห่งหนึ่งแล้ว มันมักจะไหลไปสู่แหล่งอื่น โดยอาศัยความดันที่เกิดจากพื้นหินที่ทับถมลงมาบนแอ่งน้ำมันนั้นภายใต้เวลานานๆ น้ำมันก็จะถูกบีบออกจากแหล่งกำเนิด ถ้าหากมีช่องให้ไปได้ตามรูซึมหรือรอยแตกของพื้นหินเข้าไปยังที่ใหม่ อาจเป็นด้านบน ด้านข้างหรือด้านล่างได้ ถ้าซึมขึ้นข้างบนอาจจะมาถึงผิวดินทำให้เห็นน้ำมันในที่ต่างๆ ได้ แต่บางทีก็ไหลซึมได้ไม่ตลอด เพราะเมื่อเข้าไปอยู่ในชั้นหินชนิดทึบกั้นไว้ การที่น้ำมันจะไปรวมกันเป็นแอ่งได้ต้องมีหินพรุนที่มีลักษณะพื้นที่อุ้มน้ำมันไว้ได้ เช่น ชั้นหินทรายและชั้นหินปูน (Cracked Limestone) ประกอบกับองค์ประกอบทางธรณีวิทยาของหินรอบๆ แอ่งน้ำมันนั้นเป็นหินแน่นที่มีลักษณะที่จะกั้นไม่ให้น้ำมันหนีไปที่อื่นได้ ปิโตรเลียมจะอยู่ในหินพรุนเหล่านั้น เช่นเดียวกับน้ำซึมในทรายหรือน้ำซึมในรูพรุนของฟองน้ำ

 

 



                  


พอล แอร์ดิช

พอล แอร์ดิช (Paul Erdős หรือบางทีสะกด Pál Erdős, 26 มี.ค. พ.ศ. 2456 – 20 ก.ย. พ.ศ. 2539) นักคณิตศาสตร์ผู้โดดเด่น ทั้งในด้านผลงาน และพฤติกรรมอันแปลกประหลาด ผลงานตีพิมพ์ของเขามีจำนวนมหาศาล มีผู้ร่วมตีพิมพ์รวมแล้วนับร้อยคน และเกี่ยวพันกับหลาย ๆ สาขาในคณิตศาสตร์ อาทิ คณิตศาสตร์เชิงการจัด (combinatorics), ทฤษฎีกราฟ (graph theory), ทฤษฎีจำนวน (number theory), การวิเคราะห์แบบคลาสสิก (classical analysis), ทฤษฎีการประมาณ (approximation theory), ทฤษฎีเซต (set theory) และ ทฤษฎีความน่าจะเป็น (probability theory).

 

การสำรวจหาแหล่งน้ำมัน เป็นการหาพื้นที่ซึ่งอาจจะอุ้มน้ำมัน หรือลักษณะของหินใต้ดินที่จะเป็น Traps สามารถแบ่งได้เป็น

1. ขั้นตอนการสำรวจหาข้อมูล (Exploration) เพื่อหาแหล่งน้ำมัน เช่น การทำ Seismic survey คือการทำให้เกิดเสียงผ่านไปยังใต้พื้นโลก แล้ววัดเสียงหรือความสั่นสะเทือนที่สะท้อนกลับมา จะทำให้รู้รายละเอียดของชั้นหินมากขึ้น เมื่อพบว่าลักษณะของชั้นหินเป็นลักษณะที่มีโอกาสมีน้ำมัน อาจทำการขุดเจาะเพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติม เป็นต้น

2.ขั้นตอนการขุดเจาะ (Drilling) คือการขุดเจาะหลุมเพื่อการผลิต

3.ขั้นตอนการผลิต (Production) คือขั้นตอนทำเมื่อทำการขุดเจาะและทำการเตรียมหลุมเรียบร้อยแล้ว จะเริ่มทำผลิตปิโตรเลียมขึ้นมา

4.ขั้นตอนการสละหลุม (Abandonment) คือขั้นตอนเมื่อต้องการทำการทิ้งหลุมเมื่อทำการผลิตเรียบร้อยแล้ว

 

การกลั่นน้ำมันเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดในอุตสาหกรรม กล่าวคือ เป็นการแยกน้ำมันดิบออกเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ และยังเป็นการปรับปรุงคุณภาพของน้ำมันให้ได้ตามต้องการ

การกลั่นน้ำมัน คือ การแยกน้ำมันดิบออกเป็นส่วนต่างๆ ที่มีจุดเดือดใกล้เคียงกันตามลำดับ ตั้งแต่ ก๊าซหุงต้ม น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล น้ำมันเตา และยางมะตอย เป็นต้น กระบวนการกลั่นจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ น้ำมันดิบและผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ซึ่งขั้นตอนของกระบวนที่สำคัญประกอบด้วย

การแยก (Separation)

เป็นการแยกน้ำมันโดยวิธีการกลั่นลำดับส่วน (Fractional Distilation) โดยนำน้ำมันที่แยกน้ำและเกลือแร่แล้วมาให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 368-385 องศาเซลเซียส แล้วผ่านเข้าไปในห่อกลั่น น้ำที่ร้อนจะกลายเป็นไอลอยขึ้นไปยอดหอ และกลายเป็นของเหลวตกลงบนถาดรองรับที่มีอยู่ภายในหอกลั่นในแต่ละช่วงของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ของไหลในถาดก็จะไหลออกมาตามท่อเพื่อน้ำไปเก็บแยกตามประเภท และนำไปใช้ต่อไป

การเปลี่ยนโครงสร้าง (Conversion)

เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ได้อาจมีคุณภาพไม่ได้พอ จึงต้องใช้วิธีทางเคมีเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างของน้ำมัน ทำให้โมเลกุลของน้ำมันหนักแตกตัวเป็นน้ำมันเบา โดยใช้ความร้อน หรือใช้ตัวเร่งปฏิกริยาเป็นตัวช่วย

การปรับคุณภาพ (Treating)

เป็นการกำจัดสิ่งแปลกปลอมออกจากน้ำมัน โดยเฉพาะกำมะถัน ซึ่งใช้วิธีการฟอกด้วยไฮโดรเจน หรือฟอกด้วยโซดาไฟ

การผสม (Blending)

คือการนำผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการต่างๆ มาปรุงแต่งหรือเติมสารที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตามมาตราฐานที่กำหนด เช่น ผสมน้ำมันเบนซินเพิ่มค่าออกเทน หรือผสมน้ำมันเตาที่ข้นเหนียวกับน้ำมันเตาที่เบากว่า เพื่อให้ได้ความหนืดตามที่ต้องการ

ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากปิโตรเลียม อาจแบ่งออกเป็น 4 ประเภทใหญ่ ดังนี้ ผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิง, น้ำมันหล่อลื่นและจาระบี, ยางมะตอยและขี้ผึ้ง และผลิตภัณฑ์พิเศษ เช่น ตัวทำละลายและสารเคมีต่างๆ ผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงจัดเป็นผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุด ประมาณร้อยละ 85 ของน้ำมันดิบที่ผลิตได้ใช้สำหรับทำผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงในรูปแบบต่างๆ เพื่อนำมาเผาไหม้ให้เกิดพลังงานกลขับเคลื่อนเครื่องยนต์และพลังงานความร้อนสำหรับใช้ในกิจการต่างๆ

เชื้อเพลิงปิโตรเลียม มีหลายรูปแบบ กล่าวคือ

1. ก๊าซธรรมชาติและก๊าซหุงต้ม (LPG) ซึ่งเป็นก๊าซและก๊าซเหลว

2. เชื้อเพลิงเหลว แบ่งเป็น
น้ำมันเบนซิน
น้ำมันก๊าด
น้ำมันเครื่องบิน
น้ำมันดีเซล
น้ำมันเตา

รูปที่ 1 อัตราการส่งออกน้ำมันของประเทศต่างๆ

การขนส่งน้ำมันสำเร็จรูป (Petroleum Transportation) สามารถแบ่งเป็น 2 ลักษณะ คือ การขนส่งน้ำมันสำเร็จรูปไปต่างประเทศ ซึ่งจะใช้การขนส่งทางเรือ เนื่องจากมีต้นทุนค่าใช้จ่ายต่ำที่สุดและสามารถขนส่งได้ปริมาณมาก ส่วนการขนส่งน้ำมันภายในประเทศ จะใช้ทางเรือ, ทางรถยนต์และทางท่อ ทั้งนี้ ขึ้นกับที่ตั้ง และปริมาณความต้องการของลูกค้า

ปัจจุบันกรมธุรกิจพลังงาน กระทรวงพลังงานเป็นหน่วยงานที่ดูแลเกี่ยวกับการกำกับควบคุมกิจการพลังงานในด้านคุณภาพ ความปลอดภัย และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงความมั่นคง โดยสำนักความปลอดภัยธุรกิจน้ำมันเชื้อเพลิง ดูแลกิจการน้ำมันเชื้อเพลิง, สำนักความปลอดภัยธุรกิจก๊าซ ดูแลกิจการก๊าซปิโตรเลียมเหลวและก๊าซธรรมชาติ, สำนักคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิง ดูแลธุรกิจพลังงานด้านคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิง และสำนักการค้าและการสำรองน้ำมันเชื้อเพลิง ดูแลธุรกิจพลังงานด้านการค้า การสำรอง การประมวลผลและติดตามสถานการณ์การค้าน้ำมันเชื้อเพลิง